板材轧制头部翘曲的非线性有限元研究

板材轧制头部翘曲的非线性有限元研究
板材轧制头部翘曲的非线性有限元研究

第17卷第5期

2005年10月

钢铁研究学报 Journal of Iron and Steel Research

Vol.17,No.5

 Oct.2005

基金项目:国家自然科学基金资助项目(50075076)

作者简介:李学通(19762),男,博士生; E 2m ail :xtli @https://www.360docs.net/doc/5c7572783.html, ; 修订日期:2004212210

板材轧制头部翘曲的非线性有限元研究

李学通1, 杜凤山1, 王敏婷2, 张晓峰3

(1.燕山大学机械工程学院,河北秦皇岛066004; 2.燕山大学材料科学与工程学院亚稳材料

重点实验室,河北秦皇岛066004; 3.上海宝山钢铁集团公司技术中心,上海201900)

摘 要:根据宝山钢铁集团公司2050板材热轧生产工艺,采用弹塑性有限元法建立了热力耦合非对称轧制仿真模型。利用该模型分析了非对称轧制过程的非对称机理,研究了不同轧制工艺下的辊速比、上下表面温差对板材头部翘曲的影响规律,同时实现了通过调整辊速比控制厚向非对称温度分布造成的板材头部翘曲。根据不同工艺参数下控制部翘曲的计算结果,利用Matlab 程序回归建立了控制上下表面温差引起板材头部翘曲的辊速比设定数学模型。

关键词:非对称轧制;翘曲;有限元;温度

中图分类号:T G 335 文献标识码:A 文章编号:100120963(2005)0520043205

Nonlinear FEM Study of H ead E nd Curling in Plate Rolling

L I Xue 2tong 1, DU Feng 2shan 1, WAN G Min 2ting 2, ZHAN G Xiao 2feng 3

(1,2.Yanshan University ,Qinhuangdao 066004,China ; 2.Baosteel Group Co Technical Center ,Shanghai 201900,China )

Abstract :Based on the production technologies of the 2050hot plate/strip rolling mill of Baosteel ,a coupling ther 2mo 2mechanical simulation model for the asymmetrical rolling has been built using the elastic plastic finite element method (FEM ).The asymmetrical mechamism during the asymmetrical rolling was analyzed using the model ,and the effects of roller speed ratio and surface temperature difference on the head end curling of plate were investiga 2ted for the different rolling technologies ,and setting roller speed ratio for controlling the head curvature of plate caused by the asymmetrical temperature field in the thickness direction is accomplished.According to simulated re 2sults of controlling head curl with different processing parameters ,a mathematic model of roller speed ratio for controlling the curling due to the temperature difference between the upper surface and the lower surface was con 2structed by the aid of Matlab program.

K ey w ords :asymmetrical rolling ;curl ;FEM ;temperature

在板材生产过程中(尤其是热轧过程),要获得

对称轧制工艺条件是十分困难的。上下工作辊直径、转速不同及热轧过程中的非对称温度分布等,都可能导致非对称轧制。在非对称轧制条件下,变形区总会由于某种原因导致轧制中性面偏向一侧,即上下变形不均匀。板材轧制过程中,这种不均匀变形会使头部向变形小的一侧翘曲。当板材头部向下翘曲时辊道受到冲击破坏;而板材头部向上翘曲时,将严重影响下道次咬入,有时甚至可能导致发生卡

钢、缠辊等严重事故,从而影响轧机作业率和产量。因此,控制板材头部翘曲一直是目前热轧的重要研究内容之一。 非对称轧制过程通常采用实验、解析和数值模拟法来研究。上世纪60年代,G Johnson 等[1]以铅代替热轧工件,通过实验方法研究了辊速比、辊径和轧制表面粗糙度对轧制力、力矩和头部翘曲的影响,得到了头部翘曲方向随轧制速度、压下率和表面粗糙度的变化规律。随后,P Dewhurst 等[2,3]采用滑

移线法,以铅为轧件,对非对称轧制过程进行研究,

也得到了同样的结论。近期,M Salimi [4]、M J aro s 2law [5]、C W Knight [6]和胡衍生[7]等也分别采用了不同方法研究了非对称轧制过程中板材头部翘曲问题。但是,由于上述研究几乎都忽略了温度非对称分布对板材头部翘曲的影响,而在热轧过程中,因为轧件上下表面换热条件的不同必然会引起厚向温度场分布不均匀。图1为某板带热轧厂现场生产观察到的温度不均匀引起的板材头部翘曲现象。笔者结合宝山钢铁集团公司(以下简称宝钢)2050热带钢轧制工艺,采用大变形弹塑性有限元法,建立了热力耦合非对称轧制模型,分析了非对称轧制条件下变形区非对称应力、应变场和接触摩擦力的分布,研究了辊速比、上下表面温差对板材头部翘曲的影响规律,

以及设定辊速比来控制温差引起的头部翘曲问题。

图1 热轧板材头部翘曲照片

Fig 11 Photograph of head end curling for hot rolled plate

1 有限元模型

板材头部翘曲现象是一个典型的热力耦合问

题,影响因素很多。笔者以大型非线性有限元软件Marc 为平台,建立了板材头部翘曲过程的非对称轧制模型(见图2)。由于该模型综合考虑了各种影响

因素,如接触换热、重力边界条件和轧制速度等,所以是一个动态轧制模型,与实际轧制工况基本吻合。模型中的热因素,即轧件变形热、轧件与轧辊间的接触传热、辐射等的处理都是通过调用自编子程序来实现。

2 非对称轧制条件下的非对称场分布

图3给出了非对称温度场下轧制时的等效应变、等效应力及接触摩擦力的分布情况。其中非对

称温度为板材下表面温度高于上表面60℃。由于温度高时材料容易发生塑性变形,从图3(a )

可以看

图2 有限元模型

Fig 12 FEM

model

(a )等效应变; (b )等效应力; (c )接触摩擦力

图3 非对称温度场下非对称场变量的分布

Fig 13 Asymmetrical variable distribution for the

asymmetrical temperature f ield

出,轧件下表面的塑性变形明显大于上表面。同时从图3(b )可知,温度高的一侧产生塑性变形的应力水平要求也较低。板材下表面的温度和塑性变形比上表面高,致使下表面金属延伸量大于上表面,即下表面金属出口流动速度较快。由此可以推出,下接触弧的前滑值大于上接触弧的前滑值,而摩擦力为负是前滑区,摩擦力为正是后滑区。图3(c )充分证

?44? 钢 铁 研 究 学 报 第17卷

明,板材下表面负摩擦区的长度明显大于上表面负摩擦区的长度。 在异步轧制中,轧制变形区非对称场的分布情况与温差轧制过程有相同之处。由于上、下轧辊的辊速不相等,辊速高的一侧会使金属沿轧制方向的流动速度加快,在该侧产生较大的变形。图4为异步轧制时变形区等效应变分布状况。可见,由于一侧辊速高,所以该侧接触弧上的中性点位置偏向出口侧,产生较大的后滑区。而从应力角度看,由于速度高的一侧不仅会使该侧金属发生较大的变形,而且变

形速度也会提高,从而导致了等效应力水平的增大。

图4 异步轧制时等效应变的分布

Fig 14 Equivalent strain during asynchronous rolling

3 非对称因素对头部翘曲的影响

311 辊速比

异步轧制辊速比对板材头部翘曲的影响十分复

杂。随板材厚度h 、压下量d 及辊速比(v A =v L /v U )的不同,板材头部翘曲量H 的变化很大,而且有时翘曲的方向也会改变[1~3]。图5给出了不同板材厚度和压下量条件下,翘曲量与辊速比的关系。可见:当板材厚度为125mm 时,翘曲量随压下量和辊速比的增大而增加[图5(a )];而当板材厚度为100mm 时,翘曲量随压下量的增大而减小[图5(b )]。这主要是因为板材厚度小时,上下接触状态随压下量的增大逐渐趋于一致,同时重力因素也起到了一定作用。从板材头部翘曲量与辊速比的关系来看,当辊速比大于1101时,翘曲量明显增大,这容易导致不必要的事故发生。故在实际生产轧制时为了避免翘曲量过大,辊速比一般不超过1101。312 板材表面温差 为了研究板材上下表面温差对头部翘曲的影响规律,通过调用子程序来实现轧前轧件上下表面温差(Δt =t L -t U )的存在。图6给出板材存在上下表面温差时的头部翘曲状况。可以看出,

在板材头部

(a )h =125mm ; (b )h =100mm

图5 头部翘曲量与辊速比的关系

Fig 15 R elationship betw een curling height of

head end and

roller speed ratio

h =100mm ,d =15mm ,Δt =40℃

图6 板材头部翘曲过程

Fig 16 H ead end curling process

距出口约100mm 处,开始翘曲,而且翘曲量逐渐增

加到最大,随后因重力作用翘曲量略微降低,而后进入稳定状态。 图7是板材头部翘曲量随上下表面温差变化的关系。可见,随着板材上下表面温差及压下量的增加,板材头部翘曲量也相应增大。在温差较小的条

?

54?第5期 李学通等:板材轧制头部翘曲的非线性有限元研究

h=100mm

图7 板材头部翘曲与温差的关系

Fig17 R elationship betw een curling height of head end and surface temperature difference

件下,翘曲量变化比较小;而在温差大的条件下,翘曲量变化则很大。

综合模拟计算数据,采用Matlab程序进行非线性回归,得到板材头部翘曲量与板材厚度、压下量和上下温差的关系模型,即:

H=76017h-212d0187Δt1158(1) 4 头部翘曲的控制

411 调整辊速比

目前,在热轧过程中,板材头部翘曲主要由上下表面温差引起,而且通常通过调整辊速比来控制头部翘曲量。在此,笔者采用有限元法,模拟研究了通过设定辊速比来控制温差引起的头部翘曲问题。图8为上下表面温差40℃,采用设定辊速比(v A=1101∶1)计算得到的板材等效应变分布状况。可看出:设定一定的辊速比后,轧制变形区内的等效应变分布上下基本一致。图9为不设定或设定辊速比时板材头部的翘曲情况。可以看出,不设定辊速比时,由于板材下表面温度高,金属塑性变形大,导致板材头部翘曲[图9(a)];辊速比为1101∶1时,头部翘曲明显得到控制[图9(b)]。

根据不同工艺的有限元仿真结果,回归得到控制因温差产生头部翘曲的辊速比设定模型[见式(2)]。从式(2)可知,当温差及压下量增大或板材厚度减小时,辊速比应提高。

v A=1102h-0101d01006Δt01004(2

)

Δt=40℃;h=80mm;d=20mm

图8 v A=1101∶1时板材的等效应变分布状况

Fig18 Distribution of equivalent strain for v A=1101

Δt=40℃;h=80mm;d=20mm

图9 辊速比对板材头部翘曲的影响

Fig19 E ffect of roller speed ratio on head

end curling of plate

412 逆向轧制

在板带热连轧机组中一般有可逆轧机,如宝钢2050粗轧机组R2水平机架通常可逆轧制5个道次,所以研究逆向轧制对上一道次头部翘曲的影响也非常必要。图10为正向轧制后逆向轧制3个不同阶段的模拟结果。其计算参数为:板材厚度150 mm、正向轧制压下量30mm、逆向轧制压下量20 mm、上下表面温差-40℃。从逆向轧制过程各阶段的轧件形状可见,逆向轧制基本上能消除上一道次产生的头部翘曲。所以,对于具有可逆轧制的机架,只要控制好该机架的末道次头部翘曲量,即可解决头部翘曲造成的下道次难咬入的问题。

5 结 论

(1)采用大变形弹塑性有限元法,建立了2050

(a)1阶段; (b)2阶段; (c)3阶段

图10 逆向轧制时板材头部翘曲状况

Fig110 H ead end curling during inverse rolling

?

6

4

? 钢 铁 研 究 学 报 第17卷

热轧过程的热力耦合非对称轧制模型。

(2)通过模拟计算得到非对称轧制过程中变形区场变量的分布,辊速比、上下表面温差对板材头部翘曲的影响规律以及用于控制温差造成头部翘曲的辊速比设定模型。

(3)逆向轧制可基本消除正向轧制产生的头部翘曲现象。

参考文献:

[1] Johnson G,Needham.Furt her Experiment s in Asymmetrical

Rolling[J].International Journal of Mechanical Sciences,

1966,8(3):4432455.

[2] Dewhurst P,Collins I F,Johnson W.A t heoretical and Exper2

imental Investigation into Asymmetrical Hot Rolling[J].In2

ternational Journal of Mechanical Sciences,1974,16(2):3892

397.

[3] Collins I F,Dewhurst P.A slipline Field Analysis of Asym2

met rical Hot Rolling[J].International Journal of Mechanical

Sciences,1975,17(4):6432651.

[4] Salimi M,Sassani F.Modified Slab Analysis of Asymmetrical

Plate Rolling[J].International Journal of Mechanical Sci2

ences,2002,44(9):199922023.

[5] Jaroslaw M,Henryk D,Marcin K,et al.Theoretical Analysis

of t he Asymmetric Rolling of Sheet s on Leader and Finishing

Stands[J].Journal of Materials Processing Technology,2003, 138(123):1832188.

[6] Knight C W,Hardy S J,Lees A W,et al.Investigation into

t he Influence of Asymmetric Factors and Rolling Parameters on Strip Curvature during Hot Rolling[J].Journal of Materials

Processing Technology,2003,134(2):1802189.

[7] 胡衍生,程晓茹,李虎兴,等.中厚板轧制头部弯曲的试验研

究[J].武汉科技大学学报,2003,26(1):324.

(上接第34页)

4 结 论

(1)电磁场在连铸坯初期凝固区域产生的感应热使初生坯壳的厚度减薄。在本研究条件下,距离弯月面根部20mm处,坯壳厚度减薄大约1mm,铸坯表面温度在焦耳热的作用下提高约40℃。

(2)电磁场对分瓣结晶器的感应加热使结晶器铜管热面温度提高约150℃,冷面温度提高约110℃。参考文献:

[1] 邓安元,贾光霖.电磁场对软接触结晶器内钢液流动的影响

[J].钢铁研究学报,2002,14(1):6210.

[2] 任忠鸣,邓 康.软接触结晶器电磁连铸技术的发展[J].钢

铁研究学报,2002,14(1):58264.

[3] 董华峰,任忠鸣.软接触结晶器电磁连铸中磁场的均匀化[J].

钢铁研究学报,1998,10(2):528.

[4] 那贤昭,张兴中,仇圣桃,等.方坯软接触电磁连铸结晶器

内三维电磁场的数值模拟[J].金属学报,2002,38(9):

9472951.

[5] 颜慧成.连铸结晶器弯月面区域传输行为对钢液初期凝固的

影响[D].北京:钢铁研究总院,1997.

[6] 邓安元,于光伟,贾光霖.钢铁研究学报,2001,13(3):102

14.

?

7

4

?

第5期 李学通等:板材轧制头部翘曲的非线性有限元研究

棒材切分轧制导卫系统的应用与改进

棒材切分轧制导卫系统的应用与改进 2006-7-12 11:39:18未知来源供稿 1 前言 莱芜钢铁集团有限公司(简称莱钢)由意大利DANIELI公司引进的全连续式棒材及轻型材生产线,以生产圆钢、带肋钢筋为主,年产量近60万t。该生产线共有18架轧机,粗轧6架为悬臂式,中、精轧12架均为卡盘式;采取平立交替布置,其中14#、18~轧机为平立可转换机架。该生产线设计可进行带肋钢筋切分轧制。切分轧制与传统轧制在工艺上的不同之处是把一支轧件利用轧辊孔型切分成两支以上的并联轧件,再利用切分导卫将并联轧件切分成单支轧件。该套轧机全部从国外引进,装备水平高,其工艺件种类繁多,结构复杂。尤其是切分轧制,因其工艺的特殊性,对导卫系统的要求更为严格。而在实际生产过程中,出现的问题也比较多。为了保证正常生产,除了加强工艺件的基础管理之外,还在工艺件国产化和适应性改进等方面进行了探索。 2 切分轧制导卫系统 在切分轧制过程中,导卫系统除了保证轧件准确地进入孔型进行轧制之外,还有切分并联轧件的作用。在实际生产中,导卫系统在保证轧制过程中轧件变形的稳定性以及弥补孔型设计的不足等方面也起着重要作用。该生产线切分轧制的导卫系统根据安装位置不同,立式机架入口采用滚动导卫,水平机架入口采用滑动导卫;出口除切分机架为切分导卫外,其余均采用滑动导卫,其中中、精轧出口采用出口导管。滚动导卫一般为两轮,但切分轧制的专用滚动导卫为四轮。 粗轧轧制速度低,来料断面大,对导卫的冲击较大,采用简单的滑动导卫。而中、精轧机一般采用带导卫盒的滑动导卫,调整方便。滚动导卫对轧件摩擦小、夹持作用强,除了保证对轧件的导向作用外,还可以有效地避免倒钢。切分轧制专用的四轮滚动导卫对轧件则具有一定的矫直作用。为了方便调整,滚动导卫内部设计有专门的调整机构,以调节导轮的中心距,使导轮能够准确地夹持轧件。同时为保证滚动导卫能够较长时间正常运行,对导轮轴承的润滑以及导轮、夹板的冷却要求非常严格。切分导卫主要包括切分导嘴、切分轮、分

中厚板轧制试卷

第二章习题 一、填空 1.中厚板轧机有、、和万能式等四种型式。 二辊可逆式三辊劳特式四辊可逆式 2.中厚板轧机一般采用来命名。 工作辊的辊身长度 3.四辊可逆式轧机由一对小直径和一对大直径组成。 工作辊支承辊 4.万能式轧机是在在四辊(或二辊)可逆轧机的一侧或两侧带有的轧机。 立辊 5.中厚板轧机的布置型式有、、三种形式。 单机座、双机座、半连续式或连续式、 6.中厚板轧机常采用的布置形式是。 双机座 7.双机座布置是把粗轧和两个阶段的任务分到两个机座上完成。 精轧 8.中厚板加热炉的型式主要有、、三种。连续式加热炉室状式加热炉均热炉 9.用于板坯加热的连续式加热炉主要是和两种型式。 推钢式步进式 10.三段式加热炉,三段指的是预热段、加热段和__________。 均热段 11.中厚板的轧制分为、、三个阶段。 除鳞粗轧精轧 12.中厚板精轧阶段的主要任务是控制。 质量 13.中厚板的展宽方法有、、和角轧-纵轧法四种。 全纵轧法、全横轧法、横轧-纵轧法、 14.平面形状控制是指钢板的控制。

矩形化 15.厚板的轧制分为、和三个阶段。 整形轧制展宽轧制精轧 16.展宽比是指展宽轧制后的与之比。 板宽轧前板宽 17.轧制比是指伸长轧制后的与之比。 钢板长度轧前板坯长度 18.中厚板的冷却方式有和两种。 自然冷却、控制冷却(工艺冷却) 19.中厚板矫直机一般为式矫直机。 辊 20.中厚板划线的目的是。 将毛边钢板剪切或切割成合格的最大矩形。 21.划线的方法有、和等多种方法。 人工划线小车划线光标投射 22.中厚板剪切机的任务是、切尾、、剖分、及取样。 切头切边定尺剪切 23.中厚板生产中常用的热处理作业有常化、淬火、、四种。 回火退火 24.中厚板生产中常用的热处理作业有、、回火、退火四种。 常化淬火 25.速度制度是指变化的曲线图。 轧辊转速随时间 26.可逆式轧机有和两种速度制度。 梯形、三角形 27.当轧件较长时一般采用速度制度。 梯形 28.当轧件较短时一般采用速度制度。 三角形 29.轧件在每道中的轧制时间由、、匀速轧制时间、组成。

棒材三切分轧制要点

棒材三切分轧制要点 3、Φ14*3三切分螺纹钢轧制调试工作,特提出工艺要求如下: 1、原料工严把原料质量关,杜绝有肉眼可见缺陷的钢坯入炉。 2、看火工按工艺规程要求,严格控制钢坯出炉温度,既要防止钢坯高温氧化甚至脱碳现象,影响钢材性能,又要防止低温钢轧制损坏设备甚至造成轧制事故。 3、导卫的调整与安装3、1 导卫在上线前必须对油路、水路、轴承等进行检查,确保油路、水路畅通,零部件完好,并对导卫加油。3、2导卫上线前的调整应坚持以下原则:①、粗轧滚动导卫的开口度比标准料型大22mm为宜;精轧滚动导卫的开口度比标准料型大0、 10、5mm,以用手转动其中一个轮子时,另一个轮子也能转动,且无明显阻力为宜。⑤、要特别注意切分刀片中心线必须与切分轮两切分刃在同一直线上,并与铲嘴内孔中心线吻合。⑥、铲嘴在设计时已经考虑到来料与轧槽形状,在现场安装时铲嘴离轧槽的距离控制在135。范围内。3、3导卫在安装时尤其是 15、16架进口导卫,必须保证导卫中心线与孔型中心线相吻合,以保证切分开的料型尺寸上的一致性。

4、轧辊在安装时必须保证轧辊装配的正确性以及轧机安装前轧辊轴承的加油工作;保证轧辊安装时上下轧槽的对正、磨槽以及轧辊两端辊缝的一致性,要求精轧机两边辊缝差小于0、1mm。 5、必须保证各机架孔型中心线对正轧制线,以防止轧槽偏磨,保证料型的正确性。 6、料型控制6、1轧制过程中的料型控制严格执行《工艺技术规程》要求。6、2第一次轧制前,中轧、 13、 14、15架必须各试轧21150℃ 7、轧制过程中1#剪必须切头、尾。 8、轧制初始阶段应投入活套。 9、保证裙板平直以及上位与下位的准确性。 10、调整倍尺剪时,必须保证倍尺剪剪臂原位水平及剪切位置的垂直,以防止倍尺轧件的头尾弯曲。 11、试生产前,冷床输入辊道中有问题的辊子和电机应换完。 12、利用检修时间调整对齐辊道,保证对齐辊道平直;3#台操作工应选择合适的对齐辊道速度。

塑料件翘曲变形分析

塑料件翘曲变形分析 塑料件的翘曲变形是塑料件常见的成型质量缺陷。 塑料件的翘曲变形主要是因为塑料件受到了较大的应力作用,主要分为外部应力和内部应力,当大分子间的作用力和相互缠结力承受不住这种应力作用时,塑料件就会发生翘曲变形。 1、外部应力导致的翘曲变形 此类翘曲变形主要为制件顶出变形,产生的原因为模具顶出机构设计不合理或成型工艺条件不合理。 、模具顶出机构设计不合理 顶出机构设计不合理,顶出设计不平衡,或顶杆截面积过小,都有可能使塑料件局部受力过大,承受不住应力作用发生塑性形变而导致翘曲变形。 防止顶出变形需改善脱模条件:如平衡顶出力;仔细磨光新型侧面;增大脱模角度;顶杆布置在脱模阻力较大的地方,如加强筋,Boss柱等处。 、成型工艺参数设置不合理 冷却时间不足,凝固层厚度不够,塑料件强度不足,脱模时容易导致产品翘曲变形。 可以延长冷却时间,增加凝固层厚度来解决。 2、内部应力导致的翘曲变形 、塑料内应力产生的机理 塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而产生的一种内在应力。内应力的本质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象,这种不平衡构象在冷却固化时不能立刻恢复到与环境条件相适应的平衡构象,这种不平衡构象实质为一种可逆的高弹形变,而冻结的高弹形变以位能情势储存在塑料制品中,在合适的条件下,这种被迫的不稳定的构象将向自在的稳定的构象转化,位能改变为动能而开释。当大分子间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时,内应力平衡即受到破坏,塑料制品就会产生翘曲变形,严重时会发生应力开裂。 、塑料内应力的种类 取向内应力 取向内应力是塑料熔体在充模流动和保压补料过程中,大分子链沿流动方向定向排列,构象被冻结而产生的一种内应力。 取向应力受塑胶流动速率和粘度的影响。如图一所示,A 层是固化层,B层是流动高剪切层,C层是熔胶流动层。A层为充填时紧贴两侧模壁,瞬间冷却固化层。B层是充填时紧靠A层的高剪切区域所形成的,由于与A层具有最大速度差,所以形成最大剪切流动应力效果(如图二所示),塑胶充填结束时本区尚未完全凝固,因外层A固化层有绝热效果,使B层散热较慢,而C层所受剪切作用较小,若产品厚度有变化,则主要影响C层厚度,若是薄件成品则C层的厚度将会变小。

40Cr钢坯角部裂纹低倍评级图

山东石横特钢集团有限公司 企业标准 Q/STBj05-2008 40Cr钢坯角部裂纹低倍评级图 (第一版) 管理部门:技术中心 受控状态: 发放编号: 编制:张吉军 审核: 批准:陈小武 标准化审查:高敏张颖 2008-12-18 发布 2008-12-19 实施

文件审批单

更改履历表

40Cr钢坯角部裂纹低倍评级图 1 范围 本标准仅适用于评定锻造用40Cr连铸坯的横截面酸蚀低倍组织缺陷中的角部裂纹缺陷。 2 引用标准 GB/T 226 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 YB/T153 优质碳素结构钢和合金结构钢连铸方坯低倍组织缺陷评级图3 试样显示方法 试样显示方法按GB/T 226的规定执行。 4 角部裂纹的形貌特征及评定原则 4.1 特征 在酸蚀试样的角部,距表面有一定深度并与表面垂直,距与之平行的边部距离最大为25mm,当两条裂纹相距2mm时,按一条裂纹计算,裂纹严重时,沿对角线向内部扩展。 4.2 评定原则 评级时应首先考虑裂纹的宽度,其次为裂纹的长度和数量以及距表面的距离。距表面的距离越近,级别应越高。裂纹总长度为单条裂纹长度之和。 5 评级图片 角部裂纹缺陷共分8级。评级图片边长的实际尺寸为150mm。各类评级图片见附录A 。 6 评定方法 评定缺陷以肉眼可见为限,必要时可用卡尺量出实际尺寸,对照图谱进行评定。当其严重程度界于相邻两级之间时可评半级。在进行评定其它

尺寸的连铸坯角部裂纹级别时,可根据缺陷评级图按比例缩小或放大。 7 附录 7.1 本标准由理化检测中心金相检测室负责解释。 7.2 本标准产生的附录有: 1)附录A角部裂纹评级图 2)附录B角部裂纹微观组织

翘曲分析

注塑制品的翘曲变形分析 一、引言 翘曲变形是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是塑料制品常见的缺陷之一。随着塑料工业的发展,人们对塑料制品的外观和使用性能要求越来越高,翘曲变形程度作为评定产品质量的重要指标之一也越来越多地受到模具设计者的关注与重视。模具设计者希望在设计阶段预测出塑料件可能产生翘曲的原因,以便加以优化设计,从而提高注塑生产的效率和质量,缩短模具设计周期,降低成本。 本文主要对在注塑模具设计过程中影响注塑制品翘曲变形的因素加以分析。 二、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响 在模具设计方面,影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。 1.浇注系统的设计 注塑模具浇口的位置、形式和浇口的数量将影响塑料在模具型腔内的填充状态,从而导致塑件产生变形。 流动距离越长,由冻结层与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力越大;反之,流动距离越短,从浇口到制件流动末端的流动时间越短,充模时冻结层厚度减薄,内应力降低,翘曲变形也会因此大为减少。图1为大型平板形塑件,如果只使用一个中心浇口(如图1a所示)或一个侧浇口(如图1b所示),因直径方向上的收缩率大于圆周方向上的收缩率,成型后的塑件会产生扭曲变形;若改用多个点浇口(如图1c所示)或薄膜型浇口(如图1d所示),则可有效地防止翘曲变形。 a) 中心浇口b) 侧浇口c)多点浇口d) 薄膜型浇口 当采用点浇进行成型时,同样由于塑料收缩的异向性,浇口的位置、数量都对塑件的变形程度有很大的影响。图2为一箱形制件在不同浇口数目与分布下的试验图。 a)直浇口b)10个点浇口c)8个点浇口 d)4个点浇口e) 6个点浇口f) 4个点浇口 由于采用的是30%玻璃纤维增强PA6,而得到的是重量为4.95kg的大型注塑件,因此沿四周壁流动方向上设有许多加强肋,这样,对各个浇口都能获得充分的平衡。实验结果表明,按图f设置浇口具有较好的效果。但并非浇口数目越多越好。实验证明,按图c设计的浇口比图a的直浇口还差。 另外,多浇口的使用还能使塑料的流动比(L/t)缩短,从而使模腔内物料密度更趋均匀,收缩更均匀。同时,整个塑件能在较小的注塑压力下充满。而较小的注射压力可减少塑料的分子取向倾向,降低其内应力,因而可减少塑件的变形。 2.冷却系统的设计 在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。 如果在注射成型平板形塑件时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,如图3所示,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。因此,注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度趋于平衡,两者的温差不能太大。 除了考虑塑件内外表面的温度趋于平衡外,还应考虑塑件各侧的温度一致,即模具冷却时要尽量保持型腔、型芯各处温度均匀一致,使塑件各处的冷却速度均衡,从而使各处的收缩更趋均匀,有效地防止变形的产生。因此,模具上冷却水孔的布置至关重要。在管壁至型腔表面距离确定后,应尽可能使冷却水孔之间的距离小,才能保证型腔壁的温度均匀一致。同时,由于冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而上升,使模具的型腔、型芯沿水道产生温差。因此,要求每个冷却回路的水道长度小于2m。在大型模具中应设置数条冷却回路,一

翘曲变形

变形的调试心得 1、首先是温度问题,按照我们常规理解的,变形会往温度高的方向变,但是事实却不一定如此,这与产品的近胶口有很大的关系,如果是胶口在产品中间的话,平板产品一般会完前模变形,这时通过增加后模模具的温度,产品的变形量会减小很多!如果胶口是在边上的话,变形那就不同了! 2、二次压使用高大会导致变形量加大,所以建议尽量使用一次压,将转换位置减小,保压速度加快!二次压就能减到最小,但是这样如果锁模力不够的话,批锋会比较严重的哦! 所以说,在新模调试的时候要尽量想办法去控制变形量,最好是从模具温度以及参数上去想办法!(这当然是建立在模具结构不能改变的基础上来说的) 塑料射出成形先天上就会发生收缩,因为从制程温度降到室温,会造成聚合物的密度变化,造成收缩。整个塑件和剖面的收缩差异会造成内部残留应力,其效应与外力完全相同。在射出成形时假如残留应力高于塑件结构的强度,塑件就会于脱模后翘曲,或是受外力而产生破裂。 7-1 残留应力 残留应力(residual stress)是塑件成形时,熔胶流动所引发(flow-induced)或者热效应所引发(thermal-induced),而且冻结在塑件内的应力。假如残留应力高过于塑件的结构强度,塑件可能在射出时翘曲,或者稍后承受负荷而破裂。残留应力是塑件收缩和翘曲的主因,可以减低充填模穴造成之剪应力的良好成形条件与设计,可以降低熔胶流动所引发的残留应力。同样地,充足的保压和均匀的冷却可以降低热效应引发的残留应力。对于添加纤维的材料而言,提升均匀机械性质的成形条件可以降低热效应所引发的残留应力。 7-1-1 熔胶流动引发的残留应力 在无应力下,长链高分子聚合物处在高于熔点温度呈现任意卷曲的平衡状态。于成形程中,高分子被剪切与拉伸,分子链沿着流动方向配向。假如分子链在完全松弛平衡之前就凝固,分子链配向性就冻结在塑件内,这种应力冻结状态称为流动引发的残留应力,其于流动方向和垂直于流动方向会造成不均匀的机械性质和收缩。一般而言,流动引发的残留应力比热效应引发的残留应力小一个次方。 塑件在接近模壁部份因为承受高剪应力和高冷却速率的交互作用,其表面的高配向性会立即冻结,如图7-1所示。假如将此塑件存放于高温环境下,塑件将会释放部份应力,导致.的收缩与翘曲。凝固层的隔热效应使聚合物中心层维持较高温度,能够释放较多应力,所以中心层分子链具有较低的配向性。

冲裁件常见缺陷及其原因分析

冲裁件常见的缺陷有: 毛刺、制件表面翘曲不平,尺寸精度超差等。 ㈠毛刺 在冲裁加工中,产生不同程度的毛刺,一般来讲是很难避免的。其影响因素有以下几方面。 1?间隙 冲裁间隙过大、过小或不均匀,均可产生毛刺。造成间隙过大、过小和不均匀的因素有: ⑴模具工作部分的尺寸精度不符合冲模图纸的规定。 ⑵凸模或凹模有反梢(反锥),使冲裁过程中的间隙发生了变化。 ⑶导向部分间隙大。如导柱与衬套的配合间隙或斜楔冲裁的导向板间间隙过大均能引起冲裁过程中间隙的变化。 ⑷装配误差。如凸模与凸模固定板装配垂直,或者凸模与固定板孔配合部分已磨损,或者是固定凸模或凹模位置的定位销位置不准,都会造成凸模与凹模相对位置发生偏差而使间隙不均。 ⑸安装误差。如冲模上下底板表面在安装时未擦干净,或上模螺钉紧固不当而引起工作部分倾斜。 ⑹冲模结构不合理。如冲模或冲模工作部分刚度不够,在冲裁过程中发生变形而影响间隙的变化。或者缺乏用以抵消在冲裁过程中产生侧向力的反侧压块,使工作部分产生了相对移位。 ⑺压力机导轨间隙过大,滑块底面与工作台的平行度不好,或者滑块的运动方向与压床台面的垂直度不好。 ⑻板料的瓢曲度大,在冲裁过程中,使直径较小的凸模发生倾斜。 2.刃口钝

磨损或啃伤冲件。 3.定位高度不当 修边冲孔时,如果制件深度低于定位高度时,在冲裁过程中,制件形状与刃口就会不服贴而产生毛刺。 4.模具结构不当 由于缺乏必要的压料装置,在单面冲裁时,尤其是厚板在冲裁过程中会产生较大的拉应力,使金属纤维伸长并拉断,导致冲裁裂面粗糙,出现较大的毛刺。 毛刺的产生,不仅在以后的变形工序容易引起开裂,而且给板料分层和送料造成困维,并加剧刃口磨损,降低模具的使用寿命以及产生铆接间隙或焊穿、焊不牢等缺陷。毛刺还会在生产和使用过程中划伤操作者,威胁人身安全。如果在制件上已经出现了允许范围外的毛刺,就应当予以消除。消除毛刺的方法最常用的是滚光。产生的原因: 1?冲裁间隙大。间隙过大,很容易产生翘曲。 2.凹模洞口有反梢。制件在通过尺寸小的部位时,外同向中心压缩,从而产生弯曲。 3制件本身产生的翘曲。当制件形状复杂时,制件周围的剪切力就不均匀,而使制件出现翘曲。解决的办法是增大压料力,冲裁前压紧,然后象精冲那样冲裁,能取得良好的效果。 4材料内部应力产生的翘曲。板料在轧制、卷绕时产生的内部应力在冲裁后转移到表面时,制件将出现翘曲,所以这种应力在加工前就将其消除。可以通过矫平机矫平或退火来消除,也可在加工后矫平。 5.由于油、空气、杂物产生翘曲。在冲模和制件之间有油、空气、杂物等压迫制件时,制件将产生翘曲,特别是对薄料,软材料影响较大。 ㈢尺寸精度超差 1.模具刃口尺寸制造超差

棒材三切分轧制要点

棒材三切分轧制 为顺利完成Φ12*3、Φ14*3三切分螺纹钢轧制调试工作,特提出工艺要求如下: 1、原料工严把原料质量关,杜绝有肉眼可见缺陷的钢坯入炉。 2、看火工按工艺规程要求,严格控制钢坯出炉温度,既要防止钢坯高温氧化甚至脱碳现象,影响钢材性能,又要防止低温钢轧制损坏设备甚至造成轧制事故。 3、导卫的调整与安装 3.1 导卫在上线前必须对油路、水路、轴承等进行检查,确保油路、水路畅通,零部件完好,并对导卫加油。 3.2导卫上线前的调整应坚持以下原则:①、粗轧滚动导卫的开口度比标准料型大2—4mm 为宜;中轧滚动导卫的开口度比标准料型大1—2mm为宜;精轧滚动导卫的开口度比标准料型大0.1—0.5mm为宜。②、15、16架双排轮前面两个辊的开口度必须与后边两个辊的开口度一致。调整时可先调前面两个辊的开口度与后边两个辊的开口度一致,然后再调内支撑臂后端的调整螺丝左右两个螺丝可同时、同步改变前后两组辊的开口度。④、切分导卫切分轮间隙应调整适当,控制在0.3—0.5mm,以用手转动其中一个轮子时,另一个轮子也能转动,且无明显阻力为宜。⑤、要特别注意切分刀片中心线必须与切分轮两切分刃在同一直线上,并与铲嘴内孔中心线吻合。⑥、铲嘴在设计时已经考虑到来料与轧槽形状,在现场安装时铲嘴离轧槽的距离控制在1—2mm。⑦、分料盒离切分轮越近越好。⑧、扭转导卫的扭转角控制在30。—35。范围内。 3.3导卫在安装时尤其是15、16架进口导卫,必须保证导卫中心线与孔型中心线相吻合,以保证切分开的料型尺寸上的一致性。 4、轧辊在安装时必须保证轧辊装配的正确性以及轧机安装前轧辊轴承的加油工作;保证轧辊安装时上下轧槽的对正、磨槽以及轧辊两端辊缝的一致性,要求精轧机两边辊缝差小于0.1mm。 5、必须保证各机架孔型中心线对正轧制线,以防止轧槽偏磨,保证料型的正确性。 6、料型控制 6.1轧制过程中的料型控制严格执行《工艺技术规程》要求。 6.2第一次轧制前,中轧、13、14、15架必须各试轧2—3根小样,并测试各架次料型尺寸,要特别注意考虑小样与正常轧制时轧件尺寸及变形条件的差别。 6.3在小样试完并符合要求后,成品机架以10m/s的速度全线贯穿一根,要求使用1#剪碎断头部4米及尾部3米,岗位工注意测量各道次红坯尺寸及17、18架间轧件的扭转角度。6.4在轧制过程中,必须控制好13架出口料型厚度及14架出口料型宽度。 6.5轧制过程中钢温应控制在1050—1150℃ 7、轧制过程中1#剪必须切头、尾。 8、轧制初始阶段应投入活套。 9、保证裙板平直以及上位与下位的准确性。

塑胶加工中翘曲变形的原因及解决办法

一. 翘曲变形是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是塑料制品常见的缺陷之一。出现翘曲变形的原因很多,单靠工艺参数解决往往力不从心。结合相关资料和实际工作经验,下面对影响注塑制品翘曲变形的因素作简要分析。 二、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响。 在模具方面,影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。 1.浇注系统 注塑模具浇口的位置、形式和浇口的数量将影响塑料在模具型腔内的填充状态,从而导致塑件产生变形。流动距离越长,由冻结层与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力越大;反之,流动距离越短,从浇口到制件流动末端的流动时间越短,充模时冻结层厚度减薄,内应力降低,翘曲变形也会因此大为减少。一些平板形塑件,如果只使用一个中心浇口,因直径方向上的收缩率大于圆周方向上的收缩率,成型后的塑件会产生扭曲变形;若改用多个点浇口或薄膜型浇口,则可有效地防止翘曲变形。当采用点浇口进行成型时,同样由于塑料收缩的异向性,浇口的位置、数量都对塑件的变形程度有很大的影响。另外,多浇口的使用还能使塑料的流动比(L/t)缩短,从而使模腔内熔体密度更趋均匀,收缩更均匀。同时,整个塑件能在较小的注塑压力下充满。而较小的注射压力可减少塑料的分子取向倾向,降低其2.冷却系统 在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。如果在注射成型平板形塑件(如手机电池壳)时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。因此,注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度趋于平衡,两者的温差不能太大(此时可考虑使用两个模温机). 除了考虑塑件内外表的温度趋于平衡外,还应考虑塑件各侧的温度一致,即模具冷却时要尽量保持型腔、型芯各处温度均匀一致,使塑件各处的冷却速度均衡,从而使各处的收缩更趋均匀,有效地防止变形的产生。因此,模具上冷却水孔的布置至关重要。在管壁至型腔表面距离确定后,应尽可能使冷却水孔之间的距离小,才能保证型腔壁的温度均匀一致。同时,由于冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而上升,使模具的型腔、型芯沿水道产生温差。因此,要求每个冷却回路的水道长度小于2米。在大型模具中应设置数条冷却回路,一条回路的进口位于另一条回路的出口附近。对于长条形塑件,应采用直通型水道。(而我们的模具大多是采用S型回路----既不利于循环,又延长周期。顶出系统的设计也直接影响塑件的变形。如果顶出系统布置不平衡,将造成顶出力的不平衡而使塑件变形。因此,在设计顶出系统时应力求与脱模阻力相平衡。另外,顶出杆的截面积不能太小,以防塑件单位面积受力过大(尤其在脱模温度太高时)而使塑件产生变形。顶杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位。在不影响塑件质量(包括使用要求、尺寸精度与外观等)的前提下,应尽可能多设顶杆以减少塑件的总体变形(换顶杆为顶块就是这个道理)。用质塑料(如TPU)来生产深腔薄壁的塑件时,由于脱模阻力较大,而材料又较软,如果完全采用单一的机械顶出方式,将使塑件产生变形,甚至顶穿或产生折叠而造成塑件报废,如改用多元件联合或气(液)压与机械式顶出相结合的方式效果会更好(以后会用到)。 三、塑化阶段对制品翘曲变形的影响 塑化阶段即由玻璃态料粒转化为粘流态熔体的过程(培训时讲过原料塑化的三态变化)。在这个过程中,聚合物的温度在轴向、径向(相对螺杆而言)温差会使塑料产生应力;另外,注射机的注射压力、速率等参数会极大地影响充填时分子的取向程度,进而引起翘曲变形。 四、充填及冷却阶段对制品翘曲变形的影响 熔融态的塑料在注射压力的作用下,充入模具型腔并在型腔内冷却、凝固。此过程是注射成型的关键环节。在这个过程中,温度、压力、速度三者相互耦合作用,对塑件的质量和生

Φ14棒材生产中三切分轧制技术研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/5c7572783.html, Φ14棒材生产中三切分轧制技术研究 作者:侯杰 来源:《商品与质量·学术观察》2013年第02期 摘要:本文叙述了棒材生产中φ14螺纹钢三切分的工艺选择、调试时出现的问题、改进方案及效果。 关键词:螺纹钢三切分工艺方案 1、前言 切分轧制是在轧机上利用特殊的轧辊孔型和导卫或者其他切分装置,将原来的一根坯料纵向切成两根以上的轧件,进而轧制多根成品或中间坯的轧制工艺。采用切分轧制技术可缩短轧制节奏,提高机时产量,显著提高生产效率,降低能耗和成本。目前切分轧制技术已发展到五切分轧制,且两线切分轧制技术和三线切分轧制技术作为成熟技术已经普遍应用在小规格螺纹钢的生产中。 本文所述棒材厂从2005年开始逐步应用切分轧制技术,现已成功开发了φ14、φ16、φ18螺纹钢二切分、φ12螺纹钢三切分轧制技术。2010年,为了实现147万吨的年产量目标,棒材厂决定充分发挥切分技术的产能优势,在Ф12螺纹钢三切分的基础上实施Ф14螺纹钢的三切分轧制。 2、设备配置情况 车间的工艺布置为粗轧7架平轧闭口轧机、中轧为平立交替的6架两辊闭口轧机、精轧为平立交替6架预应力轧机。、 3、工艺方案的选择 3.1 工艺布局的确定 在Φ12螺纹三切工艺和Φ14螺纹两切分工艺的经验基础上,对一道预切与两道预切的方案进行了比较: 如采用一道预切,则预切分孔(K4)的压下和延伸比较大,轧制负荷大、轧制不稳定, 且其切分楔处的压下系数远大于槽底的压下系数,造成切分楔处磨损严重;来料进预切分孔时的对中性差,进而导致预切料型进切分孔时不均匀,这样3支成品之间的尺寸不均匀,负差也不易控制。

连铸坯横裂产生的原因

连铸坯横裂产生的原因 横裂纹是位于铸坯内弧表面振痕的波谷处,通常是隐藏看不见的。经酸洗检查指出,裂纹深度可达7mm,宽度0.2mm。裂纹位于铁素体网状区,而网状区正好是初生奥氏体晶界。且晶界上有细小质点(如A1N)的沉淀。尤其是C—Mn—Nb(V)钢,对裂纹敏感性更强。 横裂产生的原因:1)振痕太深是横裂纹的发源地。2)钢中A1、Nb含量增加,促使质点(A1N)在晶界沉淀,诱发横裂纹。 3)铸坯在脆性温度900~700~C矫直。4)二次冷却太强。防止横裂发生的措施:结晶器采用高频率(200~400次/分)小振辐(2~4mm)是减少振痕深度的有效办法。2)二次冷却区采用平稳的弱冷却,使矫直时铸坯表面温度大于900℃。3)结晶器液面稳定,采用良好润滑性能、粘度较低的保护渣。4)用火焰清理表面裂纹。 1.连铸坯表面纵裂产生的原因及其防止方法有哪些? 连铸坯表面纵裂纹,会影响轧制产品质量。如长300mm、深2.5mm的纵裂纹在轧制板材上留下1125mm分层缺陷。纵裂纹严重时会造成拉漏和废品。 研究指出:纵裂纹发源于结晶器弯月面初生坯壳厚度的不均匀性。作用于坯壳拉应力超过钢的允许强度,在坯壳薄弱处产生应力集中导致断裂,出结晶器后在二次冷却区扩展。 纵裂产生的原因可归纳为:1)水口与结晶器不对中而产生偏流冲刷凝固壳。2)保护渣熔化性能不良、液渣层过厚或过薄导致渣膜厚薄不均,使局部凝固壳过薄。液渣层<10mm,纵裂纹明显增加。3)结晶器液面波动。液面波动>10㎜,纵裂发生几率30%。4)钢中S+P含量。钢中S>0.02%,P>0.017%,钢的高温强度和塑性明显降低,发生纵裂趋向增大。5)钢中C 在0.12~0.17%,发生纵裂倾向增加。

宽厚板轧制过程中扣翘头原因分析与控制措施

宽厚板轧制过程中扣翘头原因分析与控制措施 摘要本文主要针对莱钢4300宽厚板生产线在生产过程中,轧件头尾经常发生扣翘头的原因进行了分析,并结合生产实际给出了调整措施,对现场实际生产具有一定的指导意义。 关键词扣头;翘头;辊速差;压下率 莱钢宽厚板厂自2010年投产以来,已成功生产出工程机械用钢、船板钢、耐磨钢、高附加值管线钢等产品。我厂从调试到生产的过程中,多次遇到轧件扣翘头的现象,这种现象较多的出现在精轧机区域,在轧制过程中,一旦轧件产生翘头或扣头,很容易碰撞到设备,不但严重损坏设备,还影响到轧机的作业率、产量和成材率。 1 轧件扣翘头产生的原因 在宽厚板轧制过程中轧件翘头的产生是一个典型的热力学耦合问题,其影响因素很多,如轧件在厚度方向上、下表面温度分布不均、压下率不同、轧件的摩擦条件不一致、上下辊辊径不同导致的辊面线速度不同等都将引起轧件在轧制时出现扣翘头,结合宽厚板厂的实际生产情况,对扣翘头的主要影响因素进行了分析。 1.1 温度的影响 从理论上分析,正常情况下板坯在理论轧制高度有两个相同直径的轧辊,相同轧制速度下应该产生平直的头部。但是生产过程中,板坯上下表面温度存在差别是影响板坯头部扣翘原因之一,如果下表面温度高于上表面,此时忽略其他影响因素,板坯下表面金属容易变形,金属流动速度快,板坯经过轧制后,应该为翘头;反之应该为扣头。板坯上下表面温度羞产生原因,板坯加热过程中产生的温度差、板坯暴露在空气中产生温度差、板坯经过除鳞机时对板坯上下表面冷却不均产生温度差、板坯在辊道上运输过程中产生温度差。 1.2 轧制线的影响 根据经验和轧制原理分析,当实际轧制线高于理论轧制线时,板坯经过轧机容易产生扣头,因为上辊压下量大于下辊压下量,板坯上表面延伸大于下表面延伸,因此产生扣头,反之翘头。 1.3 轧件道次压下率的影响 在板坯上、下表面存在温差的情况下,必须考虑压下率对板坯上翘的影响。压下率是不对称轧制中用于调整板坯出轧机形状最主要的几个轧制参数之一。实践证明,在生产过程中调整道次压下率,抑制轧件翘头是非常直接和有效的。在

塑胶加工中翘曲变形的原因及解决办法

注塑质量经验总结 本文来自:6sigma品质网https://www.360docs.net/doc/5c7572783.html, 作者:peakdongfeng 点击1054次原文:https://www.360docs.net/doc/5c7572783.html,/viewthread.php?tid=199130 1. 刚开机时产品跑披锋,生产一段时间后产品缺胶的原因及解决方案。 刚开机时注塑机料管内的熔胶由于加热时间长,熔胶粘度低,流动性好,产品易跑披锋,生产一段时间后由于熔胶不断把热量带走,造成熔胶不足,粘度大,流动性差,使产品缺胶。 在生产一段时间后,逐渐提高料管温度来解决。 2. 在生产过程中,产品缺胶,有时增大射胶压力和速度都无效,为什么?解决方法? 是因为生产中熔胶不断把热量带走,造成熔胶不足,胶粘度大,流动性差,使产品缺胶。 提高料管温度来解决。 3. 产品椭圆的原因及解决方法。 产品椭圆是由于入胶不均匀,造成产品四周压力不匀,使产品椭圆,采用三点入胶,使产品入胶均匀。4. 精密产品对模具的要求。 要求模具材料刚性好,弹变形小,热涨性系数小。 5. 产品耐酸试验的目的 产品耐酸试验是为了检测产品内应力,和内应力着力点位置,以便消除产品内应力。 6. 产品中金属镶件受力易开裂的原因及解决方法。 产品中放镶件,在啤塑时由于热熔胶遇到冷镶件,会形成内应力,使产品强度下降,易开裂。 在生产时,对镶件进行预热处理。 7. 模具排气点的合理性与选择方法。 模具排气点不合理,非但起不到排气效果,反而会造成产品变形或尺寸变化,所以模具排气点要合理。 选择模具排气点,应在产品最后走满胶的地方和产品困气烧的地方开排气。 8. 产品易脆裂的原因及解决方法。 产品易脆裂是产品使用水口料和次料太多造成产品易脆裂,或是料在料管内停留时间过长,造成胶料老化,使产品易脆裂。 增加新料的比例,减少水口料回收使用次数,一般不能超过三次,避免胶料在料管内长时间停留。 9. 加玻纤产品易出现泛纤的原因及解决方法 是由于熔胶温度低或模具温度低,射胶压力不足,造成玻纤在胶内不能与塑胶很好的结合,使纤泛出。 加高熔胶温度,模具温度,增大射胶压力。 10. 进料口温度对产品的影响。 进料口温度的过高或过低,都会造成机器回料不稳定,使加料量不稳定,而影响产品的尺寸和外观。 11. 透明产品有白点的原因及解决方法。 透明产品有白点是因为产品内进入冷胶造成,或料内有灰尘造成的。 提高射嘴温度,加冷料井,原料注意保存,防止灰尘进入。 12. 什么是注塑机的射出能力? 射出能力※※=射出压力(kg/cm2)×射出容积(cm3)/1000 13. 什么是注塑机的射出马力? 射出马力PW(KW)=射出压力(kg/cm2)×射出率(cm3/sec)×9.8×100% 14. 什么是注塑机的射出率? 射出率V(cc/sec)=p/4×d2×g

φ12四切分轧制汇总

1工艺确定 孔型系统K7~K3采用圆-平辊-立箱-预切-切分,粗中轧、成品及成品前孔型不变。同时考虑各个道次工艺参数分配的合理性,负荷均衡,尽量减少孔型磨损的不均匀性,达到换辊次数最少、轧机产量高、生产顺行的目的。依据切分位置和设备性能,切分方式选用切分轮法,在16架出口实行先切两侧再切中间的方式,将轧件切分为4条,然后轧制成成品 2孔型设计 K6K7 K2K1 1)K7选择圆孔型,根据面积推算,设计尺寸为φ45 mm 。 2)根据经验,K6直接设计为平孔。 3)K5为立箱孔型,根据三切分生产经验及有利于料型控制的原则,将侧壁斜度设计为0.12,圆角设计为R3,槽底宽设计为19.5。 4)K4为预切分孔型,根据三切经验,此道次延伸系数最佳范围在1.25~1.32之间,在设计时,考虑稳定性等原因,中间两线比两侧略大,一般在2%~3%之间。切分楔设计非常关键,两楔间距过小,此处压下系数远大于槽底压下系数,造成磨损严重;过大,会造成切分孔切

分楔磨损过快,甚至崩槽,在成品表面形成折叠,根据经验,一般设计为6~8mm。预切分楔角度设计时应考虑与K3孔切分楔角度的配合及耐磨性,一般设计为78°~88°,切分楔圆角半径一般选为1.4~1.8,过小不耐磨。 5)K3为切分孔型,其作用是对轧件4线料型进行规整、加工切分带,为切分做好料型准备。根据三切经验,此道次延伸系数最佳范围为1.10~1.25,设计要点是切分楔角度、切分带厚度、基圆尺寸。切分带厚度必须控制在0.8~1.0 mm之间,过厚过宽,在K2道次压不合,造成成品孔型较早出现轧痕,同时切分轮受力过大,出现导卫烧轴承事故;过薄,切分带直接被碾到K2料表面,在成品道次出现折叠现象。切分楔角度一般选为45°~55°,切分楔圆角半径设计为r0.7~r1.0,过小强度不够。 3关键道次导卫设计 1)K4道次:进口设计为双排4轮滚动导卫,同时导轮设计为“V”形,这样有利于夹持轧件,确保轧件运行中的稳定性、对中性。出口设计为箱式出口,内腔尺寸比轧件大5~10 mm,长度为540 mm,有利于提高轧件的稳定性。 2)K3道次:同K4道次一致,进口设计为双排4轮滚动导卫。出口切分导卫示意图见图3。 3)16~18架轧机间导槽设计:为减少16~18架轧机间故障,用4线导槽代替6#、7#活套器,同时设计时考虑了便于观察导卫对中及防止翘头功能。7#导槽设计与6#导槽设计一致。4)成品轧机后至3#飞剪间导槽、导管设计:在成品轧机与3#飞剪之间设计4线导管及固定底座,导槽中心距为135 mm,同时考虑快速更换,将螺栓固定方式改为打楔铁形式。 4常见故障原因分析及解决措施 4.1 16架顶出口 主要原因为轧辊切分楔崩掉、切小头、导卫安装不正。 采取的主要措施:1)优化15#、16#孔型设计,合理分配预切分楔、切分楔的压下量和切分角设计,见图4。2)确保16架轧机进口、切分楔、切分轮、切分刀安装在同一条直线上。3)改进16架轧辊冷却水管,改善预切分楔和切分楔的水冷效果,延缓其磨损。4)消除导卫在横移过程中传动丝杠的间隙,以解决导卫固定不对中问题。 4.2 切分刀黏钢 主要原因为钢温过高、切分带过厚、切分导卫冷却不好、料型不符合工艺要求。主要解决措施:1)严格按工艺要求控制钢温,开轧温度控制在 1 000~1 050 ℃,最高不得超过1 080 ℃。2)调整料型符合工艺要求,且保证轧机弹跳严格控制在0.2 mm以下,两侧辊缝差值不超0.1 mm。3)改进导卫冷却方式 4.3 4线差 4条钢材倍尺长度差在0.8~1.2 m之间,因4线长度差较大,造成冷剪切损大,平均影响成材率降低1.23%;同位置纵肋高度相差在0.5~1.5 mm,4线重量偏差最大与最小可相差2.0%,对成品质量影响较大。主要原因有孔型设计不完善,预切、切分孔型4线面积分配不合理;轧机间张力关系控制较差,中间料型发生变化;轧辊加工精度差;轧辊材质差, 不耐磨,料型不稳定。主要解决措施:1)重新优化预切、切分孔型,选择合理的4线配比(见图4)。2)轧钢工与CP2操作工配合好,确保张力调整至最佳。3)提高轧辊加工精度,轧槽加工精度在0.1 mm以内。4)预切、成品前道次轧辊选用碳化钨材质,可提高料型的稳定性,从而提高生产的稳定性

最新塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法

塑料制品的翘曲变形的原因分析和解决方法 一、前言 翘曲变形是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是塑料制品常见的缺陷之一。出现翘曲变形的原因很多,单靠工艺参数解决往往力不从心。结合相关资料和实际工作经验,下面对影响注塑制品翘曲变形的因素作简要分析。 二、模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响。 在模具方面,影响塑件变形的因素主要有浇注系统、冷却系统与顶出系统等。 1.浇注系统 注塑模具浇口的位置、形式和浇口的数量将影响塑料在模具型腔内的填充状态,从而导致塑件产生变形。 流动距离越长,由冻结层与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力越大;反之,流动距离越短,从浇口到制件流动末端的流动时间越短,充模时冻结层厚度减薄,内应力降低,翘曲变形也会因此大为减少。一些平板形塑件,如果只使用一个中心浇口,因直径方向上的收缩率大于圆周方向上的收缩率,成型后的塑件会产生扭曲变形;若改用多个点浇口或薄膜型浇口,则可有效地防止翘曲变形。 当采用点浇口进行成型时,同样由于塑料收缩的异向性,浇口的位置、数量都对塑件的变形程度有很大的影响。 另外,多浇口的使用还能使塑料的流动比(L/t)缩短,从而使模腔内熔体密度更趋均匀,收缩更均匀。同时,整个塑件能在较小的注塑压力下充满。而较小的注射压力可减少塑料的分子取向倾向,降低其内应力,因而可减少塑件的变形。 2。冷却系统 在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。 如果在注射成型平板形塑件(如手机电池壳)时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。因此,注塑模的冷却应当注意型腔、

冲裁件常见缺陷及其原因分析

冲裁件常见缺陷及其原因分析 冲裁件常见的缺陷有:毛刺、制件表面翘曲不平,尺寸精度超差等。 ㈠毛刺 在冲裁加工中,产生不同程度的毛刺,一般来讲是很难避免的。其影响因素有以下几方面。 ⒈间隙 冲裁间隙过大、过小或不均匀,均可产生毛刺。造成间隙过大、过小和不均匀的因素有: ⑴模具工作部分的尺寸精度不符合冲模图纸的规定。 ⑵凸模或凹模有反梢(反锥),使冲裁过程中的间隙发生了变化。 ⑶导向部分间隙大。如导柱与衬套的配合间隙或斜楔冲裁的导向板间间隙过大均能引起冲裁过程中间隙的变化。 ⑷装配误差。如凸模与凸模固定板装配垂直,或者凸模与固定板孔配合部分已磨损,或者是固定凸模或凹模位置的定位销位置不准,都会造成凸模与凹模相对位置发生偏差而使间隙不均。 ⑸安装误差。如冲模上下底板表面在安装时未擦干净,或上模螺钉紧固不当而引起工作部分倾斜。 ⑹冲模结构不合理。如冲模或冲模工作部分刚度不够,在冲裁过程中发生变形而影响间隙的变化。或者缺乏用以抵消在冲裁过程中产生侧向力的反侧压块,使工作部分产生了相对移位。 ⑺压力机导轨间隙过大,滑块底面与工作台的平行度不好,或者滑块的运动方向与压床台面的垂直度不好。 ⑻板料的瓢曲度大,在冲裁过程中,使直径较小的凸模发生倾斜。 ⒉刃口钝 磨损或啃伤冲件。 ⒊定位高度不当 修边冲孔时,如果制件深度低于定位高度时,在冲裁过程中,制件形状与刃口就会不服贴而产生毛刺。 ⒋模具结构不当 由于缺乏必要的压料装置,在单面冲裁时,尤其是厚板在冲裁过程中会产生较大的拉应力,使金属纤维伸长并拉断,导致冲裁裂面粗糙,出现较大的毛刺。 毛刺的产生,不仅在以后的变形工序容易引起开裂,而且给板料分层和送料造成困维,并加剧刃口磨损,降低模具的使用寿命以及产生铆接间隙或焊穿、焊不牢等缺陷。毛刺还会在生产和使用过程中划伤操作者,威胁人身安全。如果在制件上已经出现了允许范围外的毛刺,就应当予以消除。消除毛刺的方法最常用的是滚光。

翘曲及处理

翘曲是指注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状,它是塑料制品常见的缺陷之一。随着塑料工业的发展,人们对塑料制品的外观和使用性能要求越来越高,翘曲变形程度作为评定产品质量的重要指标之一也越来越多地受到模具设计者的关注与重视。模具设计者希望在设计阶段预测出塑料件可能产生翘曲的原因,以便加以优化设计,从而提高注塑生产的效率和质量,缩短模具设计周期,降低成本。 一.模具的结构对注塑制品翘曲变形的影响 1.浇注系统的设计 注塑模具浇口的位置、形式和浇口的数量将影响塑料在模具型腔内的填充状态,从而导致塑件产生变形。 流动距离越长,由冻结层与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力越大;反之,流动距离越短,从浇口到制件流动末端的流动时间越短,充模时冻结层厚度减薄,内应力降低,翘曲变形也会因此大为减少。大型平板形塑件,如果只使用一个中心浇口或一个侧浇口,因直径方向上的收缩率大于圆周方向上的收缩率,成型后的塑件会产生扭曲变形;若改用多个点浇口或薄膜型浇口,则可有效地防止翘曲变形。 当采用点浇进行成型时,同样由于塑料收缩的异向性,浇口的位置、数量都对塑件的变形程度有很大的影响;实验表明,浇口位置具很重要,但并非浇口数目越多越好。 另外,多浇口的使用还能使塑料的流动比(L/t)缩短,从而使模腔内物料密度更趋均匀,收缩更均匀。同时,整个塑件能在较小的注塑压力下充满。而较小的注射压力可减少塑料的分子取向倾向,降低其内应力,因而可减少塑件的变形。 2.冷却系统的设计 在注射过程中,塑件冷却速度的不均匀也将形成塑件收缩的不均匀,这种收缩差别导致弯曲力矩的产生而使塑件发生翘曲。 如果在注射成型平板形塑件时所用的模具型腔、型芯的温度相差过大,由于贴近冷模腔面的熔体很快冷却下来,而贴近热模腔面的料层则会继续收缩,收缩的不均匀将使塑件翘曲。因此,注塑模的冷却应当注意型腔、型芯的温度趋于平衡,两者的温差不能太大。 除了考虑塑件内外表面的温度趋于平衡外,还应考虑塑件各侧的温度一致,即模具冷却时要尽量保持型腔、型芯各处温度均匀一致,使塑件各处的冷却速度均衡,从而使各处的收缩更趋均匀,有效地防止变形的产生。因此,模具上冷却水孔的布置至关重要。在管壁至型腔表面距离确定后,应尽可能使冷却水孔之间的距离小,才能保证型腔壁的温度均匀一致。同时,由于冷却介质的温度随冷却水道长度的增加而上升,使模具的型腔、型芯沿水道产生温差。因此,要求每个冷却回路的水道长度小于2m。在大型模具中应设置数条冷却回路,一条回路的进口位于另一条回路的出口附近。对于长条形塑件,应采用均行冷却回路,减少冷却回路的长度,即减少模具的温差,从而保证塑件均匀冷却。 3.顶出系统的设计 顶出系统的设计也直接影响塑件的变形。如果顶出系统布置不平衡,将造成顶出力的不平衡而使塑件变形。因此,在设计顶出系统时应力求与脱模阻力相平衡。另外,顶出杆的截面积不能太小,以防塑件单位面积受力过大(尤其在脱模温度太高时)而使塑件产生变形。顶杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位。在不影响塑件质量(包括使用要求、尺寸精度与外观等)的前提下,应尽可能多设顶杆以减少塑件的总体变形。 用软质塑料来生产大型深腔薄壁的塑件时,由于脱模阻力较大,而材料又较软,如果完全采用单一的机械式顶出方式,将使塑件产生变形,甚至顶穿或产生折叠而造成塑件报废,如改用多元件联合或气(液)压与机械式顶出相结合的方式效果会更好。 二.塑化阶段对制品翘曲变形的影响

相关文档
最新文档